(57)【要約】【課題】エンジンが停止される車両駐車時において、２つのバッテリ間の電力バランスの維持を図りつつ、電気負荷の作動を確保することにある。【解決手段】高圧バッテリ及び低圧バッテリと、両バッテリ間に介在し、電圧変換を行うＤＣ−ＤＣコンバータと、を設ける。そして、車両エンジンが停止される車両駐車時に高圧バッテリからのＤＣ−ＤＣコンバータを介した電力供給により低圧バッテリ側の電気負荷が作動される際、低圧バッテリのバッテリ状態を判定し、そのバッテリ状態に基づいて、その低圧バッテリの充放電が実施されないようにＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧をフィードバック制御する。【選択図】図２
2007137275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２のバッテリと、該２つのバッテリ間に介在し、電圧変換を行う電圧変換器と、を備え、車両エンジンが停止される車両駐車時に作動し得る負荷装置を有する車両に搭載された電源制御装置であって、
前記車両駐車時に第１のバッテリからの前記電圧変換器を介した電力供給により前記負荷装置が作動される際、第２のバッテリの状態判定を行うバッテリ状態判定手段と、
前記バッテリ状態判定手段により判定された第２のバッテリの状態に基づいて、前記電圧変換器の出力をフィードバック制御する電圧変換器出力制御手段と、
を備えることを特徴とする電源制御装置。
【請求項２】
前記電圧変換器出力制御手段は、前記バッテリ状態判定手段により判定された第２のバッテリの状態に基づいて、該第２のバッテリの充放電が実施されないように前記電圧変換器の出力をフィードバック制御することを特徴とする請求項１記載の電源制御装置。
【請求項３】
第１のバッテリが高圧バッテリであり、また、第２のバッテリが低圧バッテリであることを特徴とする請求項１又は２記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記負荷装置が、前記車両駐車時に車室内空調を行い得る空調装置であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源制御装置に係り、特に、２つのバッテリと、両バッテリ間に介在して電圧変換を行う電圧変換器と、を備え、車両駐車時に作動し得る負荷装置を有する車両に搭載された電源制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、主電源と補助電源とを備え、車両エンジンにより駆動される空調装置を有する車両に搭載された電源制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載の電源制御装置においては、車両エンジンが停止された場合に、主電源とは別の補助電源から電源供給が行われることにより、上記した通常は車両エンジンにより駆動される空調装置が駆動される。従って、かかるシステムによれば、車両エンジンが停止される車両駐車時においても、空調装置を駆動させて車室内を冷房することが可能となっている。
【特許文献１】特開２００３−２６７０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、車両では主電源及び補助電源を充電する電力供給元の発電機は一つだけ設けられることが一般的であるため、両電源は電気的に接続された構成とならざるを得ない。しかしながら、このように両電源が電気的に接続された構成において、上述の如く車両エンジンが停止される車両駐車時に、空調装置を駆動すべく、一方の補助電源から電力供給がなされると、その供給電力が空調装置の駆動だけでなく他方の主電源への充電にも利用されて、空調装置に十分な電力が供給されない事態、或いは、空調装置に使用される電力が補助電源からだけでなく主電源からも持ち出される事態が生じ得る。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、エンジンが停止される車両駐車時において、２つのバッテリ間の電力バランスの維持を図りつつ、電気負荷の作動を確保することが可能な電源制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的は、第１及び第２のバッテリと、該２つのバッテリ間に介在し、電圧変換を行う電圧変換器と、を備え、車両エンジンが停止される車両駐車時に作動し得る負荷装置を有する車両に搭載された電源制御装置であって、前記車両駐車時に第１のバッテリからの前記電圧変換器を介した電力供給により前記負荷装置が作動される際、第２のバッテリの状態判定を行うバッテリ状態判定手段と、前記バッテリ状態判定手段により判定された第２のバッテリの状態に基づいて、前記電圧変換器の出力をフィードバック制御する電圧変換器出力制御手段と、を備える電源制御装置により達成される。
【０００６】
この態様の発明において、車両エンジンが停止される車両駐車時に第１のバッテリから電圧変換器を介して電力供給が行われることにより負荷装置が作動される際、第２のバッテリの状態が判定される。そして、その判定された第２のバッテリの状態に基づいて、電圧変換器の出力がフィードバック制御される。かかる構成によれば、車両駐車時における第１のバッテリからの電圧変換器を介した電力供給による負荷装置の作動時に、第２のバッテリの状態に合わせて電圧変換器の出力が制御されることとなるため、第１のバッテリからの電力が第２のバッテリへ供給されるのを回避させることができ、また、負荷装置の作動のため第２のバッテリから電力が持ち出されるのを回避させることができる。
【０００７】
この場合、上記した電源制御装置において、前記電圧変換器出力制御手段は、前記バッテリ状態判定手段により判定された第２のバッテリの状態に基づいて、該第２のバッテリの充放電が実施されないように前記電圧変換器の出力をフィードバック制御することとすればよい。
【０００８】
尚、上記した電源制御装置において、第１のバッテリが高圧バッテリであり、また、第２のバッテリが低圧バッテリであることとすればよい。
【０００９】
また、上記した電源制御装置において、前記負荷装置が、前記車両駐車時に車室内空調を行い得る空調装置であることとすればよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エンジンが停止される車両駐車時において、２つのバッテリ間の電力バランスの維持を図りつつ、電気負荷の作動を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施例である車両に搭載される電源制御装置１０を備えるシステムの構成図を示す。本実施例のシステムは、車両エンジン及び電動モータの双方を動力としたハイブリッド車両などに搭載される電源システムである。図１に示す如く、本実施例において、電源制御装置１０は、共に充放電可能な２つの二次バッテリ１２，１４を備えている。二次バッテリ１２は約１２〜１４Ｖ程度の出力電圧を有する例えば鉛バッテリ等の低圧バッテリであり、一方、二次バッテリ１４は約３００Ｖ程度の出力電圧を有する例えばニッケル水素バッテリ等の大容量バッテリである。以下、二次バッテリ１２を低圧バッテリ１２と、二次バッテリ１４を高圧バッテリ１４と、それぞれ称す。
【００１２】
低圧バッテリ１２及び高圧バッテリ１４には、車両の回生ブレーキや車両動力の一つである車両エンジンの回転により発電する発電機（図示せず）が接続されている。低圧バッテリ１２及び高圧バッテリ１４は共に、発電機から発電された電力エネルギが供給されることにより電力を蓄えて充電される。
【００１３】
低圧バッテリ１２には、ブロワモータやコンプレッサ，電熱ヒータなどの空調装置や電動パワーステアリング（ＥＰＳ），電動スタビライザなどの補機類の電気負荷１６が接続されている。低圧バッテリ１２は、電気負荷１６の作動時に蓄えている電力エネルギをその電気負荷１６や後述のＤＣ−ＤＣコンバータを介して高圧バッテリ１４側へ供給することにより放電される。電気負荷１６は、低圧バッテリ１２から電力供給されること及び発電機から電力供給されることにより作動可能となる。
【００１４】
また、高圧バッテリ１４には、車両動力の一つである駆動モータを含む駆動系の電気負荷１８が接続されている。高圧バッテリ１４は、電気負荷１８の作動時に蓄えている電力エネルギをその電気負荷１８や後述のＤＣ−ＤＣコンバータを介して低圧バッテリ１２側へ供給することにより放電される。電気負荷１８は、高圧バッテリ１４から電力供給されることにより作動可能となる。
【００１５】
低圧バッテリ１２の−端子および高圧バッテリ１４の−端子は、それぞれ接地されている。また、低圧バッテリ１２の＋端子と高圧バッテリ１４の＋端子との間には、両バッテリ間の双方向又は片方向に電力を授受するための電圧制御器である直流−直流変換器（以下、ＤＣ／ＤＣコンバータと称す）２０が介在されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、少なくとも一方のバッテリ１２，１４のバッテリ電圧を他方のバッテリ１４，１２のバッテリ電圧に変換する昇降圧回路により構成されており、低圧バッテリ１２の電圧を昇圧して電力を高圧バッテリ１４へ供給し、高圧バッテリ１４の電圧を降圧して電力を低圧バッテリ１２へ供給する。
【００１６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０には、そのＤＣ−ＤＣコンバータ２０に内蔵されたパワートランジスタのスイッチング動作を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶ−ＥＣＵと称す）２２が接続されている。ＨＶ−ＥＣＵ２２には、高圧バッテリ１４の両端電圧、充放電電流、及びバッテリ温度などのバッテリ状態を検知するためのセンサ２４が接続されている。ＨＶ−ＥＣＵ２２は、センサ２４の出力に基づいて、高圧バッテリ１４のバッテリ状態を検知し、残存容量などを判定する。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０を起動して高圧バッテリ１４と低圧バッテリ１２との間の昇圧又は降圧を実現させる。ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、ＨＶ−ＥＣＵ２２からの電圧変換指令に従って、高圧バッテリ１４と低圧バッテリ１２との間の昇圧又は降圧を実施する。
【００１７】
電源制御装置１０は、また、低圧バッテリ１２の電源マネジメントを行う電マネＥＣＵ２６を備えている。電マネＥＣＵ２６には、低圧バッテリ１２の両端電圧、充放電電流、及びバッテリ温度などのバッテリ状態を検知するためのセンサ２８が接続されている。電マネＥＣＵ２６は、センサ２８の出力に基づいて、低圧バッテリ１２のバッテリ状態を検知し、残存容量などを判定する。
【００１８】
電マネＥＣＵ２６とＨＶ−ＥＣＵ２２とは、通信線を介して互いに接続されている。電マネＥＣＵ２６は、検知した低圧バッテリ１２のバッテリ状態や残存容量などの情報を通信線を介してＨＶ−ＥＣＵ２２へ通知する。ＨＶ−ＥＣＵ２２は、電マネＥＣＵ２６からの通知出力に基づいて低圧バッテリ１２のバッテリ状態や残存容量を把握すると共に、後に詳述する如く、車両エンジンが停止される駐車時に電気負荷１６の作動要求がなされた場合に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０への電圧変換指令を低圧バッテリ１２の状況に応じたものに設定する。
【００１９】
また、ＨＶ−ＥＣＵ２２には、低圧バッテリ１２に接続された電気負荷１６の少なくとも一部（例えば空調装置）から、車両エンジンが停止される車両駐車時にその作動要求を示す情報が供給され得る。ＨＶ−ＥＣＵ２２は、電気負荷１６からの供給情報に基づいて、車両エンジンが停止される車両駐車時にその電気負荷１６（例えば、作動に大電力を必要とする、車両使用者のリモート要求に従った車両駐車時におけるプレ空調装置）の作動が要求されているか否かを判別する。
【００２０】
次に、図２を参照して、本実施例のシステムの詳細な動作について説明する。図２は、本実施例の電源制御装置１０においてＨＶ−ＥＣＵ２２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。
【００２１】
本実施例のシステムにおいて、電気負荷１８の作動要求がされると、高圧バッテリ１４からその電気負荷１８への電力供給が行われることで、電気負荷１８の作動が可能となる。また、電気負荷１６の作動要求が車両エンジン駆動中になされると、低圧バッテリ１２又は低圧バッテリ１２に接続する発電機からその電気負荷１６への電力供給が行われることで、電気負荷１６の作動が可能となる。
【００２２】
一方、作動に大電力を必要とする電気負荷１６の作動要求が車両エンジン停止中になされた場合は、発電機からの電力供給は不可能であるので、高圧バッテリ１４からＤＣ−ＤＣコンバータ２０を介してその電気負荷１６へ電力供給を行う必要がある。しかし、この電力供給の実行時にＤＣ−ＤＣコンバータ２０の降圧処理が低圧バッテリ１２のバッテリ状態や充電状態に関係なく継続して行われるものとすると、高圧バッテリ１４からの供給電力が電気負荷１６の作動だけでなく低圧バッテリ１２への充電にも利用されて、電気負荷１６に十分な電力が供給されない事態が生じ得、また或いは、電気負荷１６に使用される電力が高圧バッテリ１４からだけでなく低圧バッテリ１２からも持ち出されて、電力バランスが損なわれ、低圧バッテリ１２がバッテリ上がりを引き起こす事態が生じ得る。
【００２３】
これに対して、本実施例の電源制御装置１０において、ＨＶ−ＥＣＵ２２は、まず、低圧バッテリ１２に接続された電気負荷１６の少なくとも一部（例えば空調装置）からの供給情報に基づいて、車両エンジンが停止される車両駐車時にその電気負荷１６の作動が要求されているか否かを判別する（ステップ１００）。その判別の結果、車両駐車時に電気負荷１６の作動要求がなされない場合は、以後何ら処理を進めることなく、今回のルーチンを終了させるが、車両駐車時に電気負荷１６の作動要求がなされている場合は、次に、高圧バッテリ１４のバッテリ状態を検知してその残存容量を判定したうえで、その残存容量が予め定められた所定量以上であるか否かを判別する（ステップ１０２）。尚、この所定量は、駆動系の電気負荷１８の作動を確保しつつ空調装置などの電気負荷１６の作動をも所定期間継続させるうえで必要な残存容量であればよい。
【００２４】
そして、ＨＶ−ＥＣＵ２２は、高圧バッテリ１４の残存容量がその所定量未満であると判別した場合は、以後何ら処理を進めることなく、今回のルーチンを終了させる。一方、高圧バッテリ１４の残存容量がその所定量以上であると判別した場合は、高圧バッテリ１４から電気負荷１６への電力供給を行うべくＤＣ−ＤＣコンバータ２０を起動する。尚、この際、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０が起動されて高圧バッテリ１４の電圧を降圧して低圧バッテリ１２側へ出力する電圧（出力電圧）の初期値は、作動すべき電気負荷１６が作動するのに必要十分な値であればよい。かかる処理が行われると、以後、車両エンジンが停止される車両駐車時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０から見て低圧バッテリ１２側にある電気負荷１６が、高圧バッテリ１４からの電力供給を受けて作動することとなる（ステップ１０４）。
【００２５】
上記の如く電気負荷１６が車両駐車時に高圧バッテリ１４からの電力供給により作動し始めると、以後、ＨＶ−ＥＣＵ２２は、電マネＥＣＵ２６からの通知出力の受信結果に基づいて、低圧バッテリ１２の充放電電流やバッテリ電圧，残存容量などの状態判定を行う（ステップ１０６）。そして、その判定の結果、放電電流が所定値以上であり、バッテリ電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力電圧よりも高く、或いは、残存容量が所定量よりも多いことなどで、低圧バッテリ１２から電気負荷１６へ電力の持ち出しが行われている状況にある場合は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力電圧が現状では不足していると判断して、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０へ出力電圧の現状からの増加を要求する指令を発する（ステップ１０８）。かかる処理が行われると、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、出力電圧が従前よりも一定量だけ増加するように高圧バッテリ１４側から低圧バッテリ１２側への降圧処理を実行する。
【００２６】
一方、上記の判定の結果、充電電流が所定値以上であり、バッテリ電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力電圧よりも低く、或いは、残存容量が所定量よりも少ないことなどで、高圧バッテリ１４の供給電力が低圧バッテリ１２の充電に利用されている状況にある場合は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力電圧が現状では過剰であると判断して、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０へ出力電圧の現状からの減少を要求する指令を発する（ステップ１１０）。かかる処理が行われると、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、出力電圧が従前よりも一定量だけ減少するように高圧バッテリ１４側から低圧バッテリ１２側への降圧処理を実行する。
【００２７】
上記ステップ１０６〜１１０の処理は、ＨＶ−ＥＣＵ２２において、作動していた電気負荷１６からの供給情報に基づいてその電気負荷１６の作動停止が要求されたと判定されるまで継続して行われる。尚、この電気負荷１６の作動停止要求の判定は、車両使用者によるスイッチ操作の有無や作動開始からの経過時間に基づいて行うこととすればよい。そして、電気負荷１６の作動停止が要求されたと判定された場合（ステップ１１２における肯定判定時）は、ＨＶ−ＥＣＵ２２が高圧バッテリ１４から低圧バッテリ１２への電力供給を禁止すべくＤＣ−ＤＣコンバータ２０の起動を停止することで、作動していた電気負荷１６が、高圧バッテリ１４からの電力供給を受けられずに作動停止することとなる（ステップ１１４）。
【００２８】
このように、本実施例の電源制御装置１０においては、車両エンジンが停止される車両駐車時に低圧バッテリ１２側の電気負荷１６（例えばプレ空調装置）が高圧バッテリ１４からＤＣ−ＤＣコンバータ２０を介して電力供給されることにより作動される際、低圧バッテリ１２のバッテリ状態が判定されて、その低圧バッテリ１２のバッテリ状態に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ２０の出力電圧がその低圧バッテリ１２の充放電が実施されないようにフィードバック制御される。
【００２９】
かかる構成によれば、車両駐車時における高圧バッテリ１４からのＤＣ−ＤＣコンバータ２０を介した電力供給による電気負荷１６の作動時に、低圧バッテリ１２の状態に合わせてＤＣ−ＤＣコンバータ２０による降圧処理が実施されその出力電圧が制御されるため、高圧バッテリ１４からの電力が低圧バッテリ１２へ供給されるのを回避させることができ、また、その電気負荷１６の作動のため低圧バッテリ１２から電力が持ち出されるのを回避させることができる。
【００３０】
従って、本実施例の電源制御装置１０によれば、車両エンジンが停止される車両駐車時において、高圧バッテリ１４を有効活用して電気負荷１６の作動を確保することができると共に、その際、高圧バッテリ１４からの電力が低圧バッテリ１２へ供給されることなく効率よく電気負荷１６へ供給されるので、電気負荷１６の作動機能を損うことを抑制でき、また、電気負荷１６に使用される電力が低圧バッテリ１２から持ち出されたものではなく高圧バッテリ１４から持ち出されたもののみであるので、低圧バッテリ１２のバッテリ上がりを防止することができる。この点において、車両エンジンが停止される車両駐車時において、高圧バッテリ１４と低圧バッテリ１２との電力バランスを適切に維持させつつ、電気負荷１６の作動（例えばプレ空調装置の性能）を確保することが可能となっている。
【００３１】
尚、上記の実施例においては、高圧バッテリ１４が特許請求の範囲に記載した「第１のバッテリ」に、低圧バッテリ１２が特許請求の範囲に記載した「第２のバッテリ」に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０が特許請求の範囲に記載した「電圧変換器」に、電気負荷１６が特許請求の範囲に記載した「負荷装置」に、それぞれ相当していると共に、ＨＶ−ＥＣＵ２２が、電マネＥＣＵ２６の検知した低圧バッテリ１２のバッテリ状態や残存容量の情報を受信して、その低圧バッテリ１２のバッテリ状態等を判定すること（図２に示すルーチン中ステップ１０６の処理を実行すること）により特許請求の範囲に記載した「バッテリ状態判定手段」が、ステップ１０８，１１０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「電圧変換器出力制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００３２】
ところで、上記の実施例においては、車両エンジンが停止される車両駐車時に高圧バッテリ１４からの電力を用いて作動する電気負荷１６として、例えば車室内の空調を行う空調装置を用いることとしたが、オーディオ機器や表示装置，電動ステアリング装置などの他の電気負荷を用いるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例である電源制御装置を備えるシステムの構成図である。
【図２】本実施例の電源制御装置において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１０  電源制御装置
１２  低圧バッテリ
１４  高圧バッテリ
１６，１８  電気負荷
２０  ＤＣ−ＤＣコンバータ
２２  ＨＶ−ＥＣＵ
２６  電マネＥＣＵ
【図１】
2007137275.tif 000003
【図２】
2007137275.tif 000004